60年前第一例永久起搏器被成功植入人体，此后各种人体植入物(Implant)如人工关节、人工瓣膜等越来越多的应用于临床。从那时起，植入物引起的感染(Implant-associated Infections, IAIs)成为术后最常见的并发症之一。这种由医学技术进步而出现的“新型”感染，会带来是“灾难性”后果。本文以人工关节假体周围感染(periprosthetic joint infection，PJI)为例，对人体植入物相关感染的类型及特点做一简要介绍。
2、人体植入物的范畴
人体植入物(Implant)是广义概念，在多个不同医学领域都有应用。如：关节外科中关节置换术、脊柱外科中的椎间盘植入物，创伤科中的骨折内固定物，心外科中的人工瓣膜、心脏起搏器，整形外科中的各种植入装置和填充物等。受篇幅所限不能详述，本文仅以人工关节置换为例，介绍这一感染的分类与特点。
3、人工关节假体周围组织感染(prosthetic joint infection，PJI)
人工关节置换术，其目的是减轻患者疼痛，恢复关节功能，提高患者生活质量。但若出现术后并发症，后果是“灾难性”的，往往意味着重新手术如移除假体、住院时间延长、长期使用抗生素，造成患者痛苦及社会经济负担。关节置换失败原因可分“非感染”和“感染”两种，非感染主要包括无菌性的假体松动、脱位、结构不稳等，在此不做详述，本文主要讨论感染的原因，PJI总体发生率约为2-3%1。
图1：膝人工关节置换术后感染，可见窦道
图2：全髋关节置换术后假体周围组织感染，假体移除后可见骨坏死
4、PJI的分类及特点
临床多以发病时间进行分类2,3，不同阶段可呈现动态变化，且与病原菌有一定的相关性，感染常伴有生物膜(Biofilm)产生和形成，如图3：
图3：电镜下可见细菌在假体表面形成生物膜
4.1 急性感染(Acute infection)：术后4周内发病，多因术中感染所致，通常生物膜产生较少或未成熟；
4.2 慢性感染(Chronic infection)：术后4周以上发生的感染，临床表现常为感染部位的持续疼痛，低毒力致病菌如凝固酶阴性葡萄球菌、肠球菌或丙酸痤疮杆菌更为常见；
4.3 急性血源播散性感染(Acute hemogenous infection)：多于术后2年以上发病，因血源性播散所致，临床症状为典型的红肿热痛，病原菌常为链球菌，革兰阴性杆菌，培养阳性率<50%。
注解1：以发病时间进行分类，结果不全相同。如Bhaveen H Kapadia4将延迟感染(Delayed infection)的发病时间定义为3-12月，慢性感染(Late infection)定义为发病时间>12月。也有文献2将PJI直接分为急性感染(Acute infection，起病时间<4周)和慢性(Chronic infection，发病时间>90天）。
注解2： PJI分类对治疗有一定借鉴意义，但须强调的是感染是持续连贯的过程，后续治疗绝不能仅以发病时间为依据，其他因素如假体的稳定性、是否存在窦道、病原菌毒力以及患者有无其他病史也应考虑5。
5、PJI诊断标准2,3
需要格外注意的是：如临床严重怀疑患者为假体周围感染，即使不符合以上诊断标准仍可以按感染进行处理。
6、PJI及其他植入物相关感染的诊断难点1,6-8
6.1 诸多因素可导致PJI诊断困难，如：感染的病原菌致病性和毒力、关节假体类型及材质、手术部位、感染病程长短以及宿主情况，这些因素使PJI临床症状复杂多样；
6.2 病原菌常在植入物表面形成生物膜，使传统微生物培养技术的敏感性明显降低，病原学诊断变得困难；
6.3 需要多学科共同协作，如骨科、微生物科，病理科及影像科共同参与，如无团队协作，诊断将变得困难；
6.4 PJI诊断国内尚无共识，国际上也没有金标准方法，我们应通过学习不同指南，了解检测方法的局限性，结合病人实际情况加以应用和分析。
以上简要介绍了植入物相关感染的概念，以及关节假体周围组织感染的特点与挑战。此类感染的病原学培养和生物膜是诊断和治疗的难点，将在后续继续和大家分享。
参考文献：
1. McLarenA, Nana AD, Chen AF, Nelson SB. What's New in Musculoskeletal Infection. J BoneJoint Surg Am 2018; 100(14): 1251-61.
2. ParviziJ, Della Valle CJ. AAOS Clinical Practice Guideline: diagnosis and treatment ofperiprosthetic joint infections of the hip and knee. J Am Acad Orthop Surg2010; 18(12): 771-2.
3. OsmonDR, Berbari EF, Berendt AR, et al. Diagnosis and management of prosthetic jointinfection: clinical practice guidelines by the Infectious Diseases Society ofAmerica. Clin Infect Dis 2013; 56(1): e1-e25.
4. KapadiaBH, Berg RA, Daley JA, Fritz J, Bhave A, Mont MA. Periprosthetic jointinfection. Lancet 2016; 387(10016): 386-94.
5. ElkinsJM, Kates S, Lange J, et al. General Assembly, Diagnosis, Definitions:Proceedings of International Consensus on Orthopedic Infections. J Arthroplasty2018.
6. AkgunD, Trampuz A, Perka C, Renz N. High failure rates in treatment of streptococcalperiprosthetic joint infection: results from a seven-year retrospective cohortstudy. Bone Joint J 2017; 99-B(5): 653-9.
7. DragoL, Lidgren L, Bottinelli E, et al. Mapping of Microbiological Procedures by theMembers of the International Society of Orthopaedic Centers (ISOC) forDiagnosis of Periprosthetic Infections. J Clin Microbiol 2016; 54(5): 1402-3.
8. HigueraCA, Zmistowski B, Malcom T, et al. Synovial Fluid Cell Count for Diagnosis ofChronic Periprosthetic Hip Infection. J Bone Joint Surg Am 2017; 99(9): 753-9.
作者：郭宇 邵宏翊 北京积水潭医院
审核：王启 北京大学人民医院
发表于 2018-12-19 08:17
